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生物物理学杂志。2018年4月10日;114(7): 1590–1603.
2018年4月10日在线发布。 数字对象标识:2016年10月10日/j.bpj.2017.12.030
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蛋白激酶C的结构基础αC端子尾部的调节

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摘要

蛋白激酶C(PKC)同工酶是在膜表面激活的多模块蛋白,用于调节信号转导过程。当被第二信使激活时,PKC经历了从非活性细胞溶质状态到激活膜结合状态的剧烈构象和空间转换。PKC任一状态的完整结构仍不清楚。我们使用核磁共振波谱证明,分离的钙2+-传统PKC的传感膜结合C2域α与激酶C末端区域的保守疏水基序相互作用,我们报道了该复合物的结构模型。我们的数据表明,C末端区域在调节PKC活性中发挥双重作用:通过PKC对细胞内钙的敏感性激活PKC2+振荡;以及通过与C2结构域的保守正电荷区域的相互作用而实现的自抑制。

介绍

蛋白激酶C(PKC)同工酶调节许多细胞过程,如基因表达(1,2),迁移(),扩散(4)和凋亡(5)通过其目标蛋白的磷酸化。自从发现它们是促进肿瘤的佛波酯受体以来(6)PKC是许多生物化学和遗传学研究的主题,这些研究提供了关于其生物功能的丰富信息。PKC在控制重要细胞过程的信号转导途径中的中心作用直接转化为其在人类健康中的作用。PKC在肿瘤中的抑瘤作用(7)及其与心血管疾病进展的关系(8,9)和神经变性(10)疾病强调需要了解PKC调节的分子基础。PKC的生物物理和结构研究(11)为这些酶在活化过程中的构象重排提供了有价值的信息(12,13). 本文报道的工作为传统PKC对细胞内钙的自抑制和敏化提供了原子水平的见解2+振荡。

常规PKC同工酶(α,βI/II和γ)被两个第二信使Ca激活2+和二酰基甘油(DAG)。这一过程涉及从非活性细胞溶质状态到活性膜相关状态的构象转换。通过N端假底物区域与C端激酶结构域活性位点的相互作用,非活性形式被自动抑制(14,15) (图1 ). 膜募集由串联保守区1(C1A和C1B)和保守区2(C2)结构域介导(16). C1结构域与膜包埋的二酰甘油相互作用,二酰甘油在上游信号事件中生成。C2是Ca2+-与阴离子磷脂相关的传感域,但仅对结合钙作出反应2+离子。2+扮演双重角色(17):它使介导膜相互作用的C2环区更具电正性,并直接协调脂质头部组。破坏C2结合Ca的能力2+通过突变导致膜结合功能丧失和PKC活化(18). 膜结合事件通过从活性位点排出假底物区域来缓解PKC的自抑制,从而使PKC磷酸化其靶点。

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宿主蛋白上下文和C2和V5结构域之间的相互作用。()传统PKC同工酶的结构域亚结构和非活性形式的示意图2+-感测C2和C端V5域分别以灰色和红色显示;PS是一个假底物区域。(b条)常规PKC C末端V5结构域的序列比对。框中表示三个保守基序,其中两个HM和TM在酶成熟过程中磷酸化。(c(c))的扩展15N个-1Ca的H HSQC光谱2+-结合C2结构域(C2/Can个,n=2,3),如果没有(黑色)并且存在四种V5衍生肽:pHM15、S657E、uHM和SCB。交叉峰位置的变化表明C2的主链N-H基团由于结合而在电子环境中发生了变化。要查看此图的颜色,请联机。

时空激活序列在域或原子水平上都没有得到很好的理解。具体来说,以下问题仍然存在:酶的潜在形式的结构是什么?域间交互的本质是什么?是什么触发了分子内重排,从而导致假底物释放?

越来越多的证据表明,PKC的C-末端可变区-5(V5)对维持PKC亚型的非活性构象起着重要作用:其突变和/或缺失导致酶对C1激动剂的敏感性增加,表明无活性构象不稳定,酶处于更“开放”的状态(19,20,21). C末端尾部是PKC中变化最大的区域。它本质上是以孤立的形式无序的(22)并且在PKC的催化结构域的晶体结构中具有高度的静态和/或动态无序(23,24,25,26,27,28,29,30,31,32). V5的三个保守区域是NFD基序、转向基序(TM)和疏水基序(HM)(图1 b条). HM和TM的磷酸化是新合成的PKC成熟和具有催化活性所需的三个有序磷酸化事件之一(33,34). V5在调节PKC活性的几个过程中发挥作用,如钙2+灵敏度(35),与支架蛋白的相互作用(36,37),并通过与Pin1的相互作用下调(38).

虽然V5在维持PKC非活性构象方面的重要作用是显而易见的,但其分子内相互作用伙伴在PKC中的身份还不太确定。PKC的部分晶体结构βII导致了“C1B钳夹”模型,在该模型中,V5通过其NFD基序区域与C1B结构域的相互作用促进自动抑制(12). 随后对相同结构的分析,结合分子对接和功能研究,指出C2结构域参与了与激酶结构域和V5的自抑制相互作用(21). 另一种钙的膜转运研究2+-依赖性PKC亚型α,表明C2和V5之间的假定分子内相互作用在确定酶对二酰甘油的敏感性方面起着重要作用(19).

在这项工作中,据我们所知,我们为孤立钙之间的相互作用提供了第一个直接的实验证据2+-PKC的感知C2域α及其C端V5域。我们证明这种相互作用取决于疏水基序的磷酸化状态,并被钙增强2+C2域和HM之间复合体的结构模型揭示了域界面的原子级细节,并提出了C末端尾部如何调节PKC活性的可能机制。

材料和方法

核磁共振实验用蛋白质和肽的制备

PKC的C2域α褐家鼠(残基155–293)表达于大肠杆菌并按照前面所述进行纯化(39). 统一15N-([U-15N] )和13C、,15富氮([U-13C、,15N] )C2的制备使用(15N、 99%)氯化铵和(6-13C、 99%)葡萄糖分别作为唯一的氮源和碳源。C2样品用0.1 mM EDTA孵育脱钙,然后进行广泛的缓冲交换,使其变成EDTA-和Ca2+-释放缓冲区。所有缓冲溶液通过Chelex树脂(密苏里州圣路易斯Sigma-Aldrich)脱钙。对于NMR监测的结合实验,最终缓冲液成分为20或10 mM MES,pH 6.0,8%(v/v)D2O、 和0.02%(w/v)NaN所述肽购自GenScript或Eton Bioscience。使用高效液相色谱(HPLC)在C18柱上纯化粗肽混合物。根据280或205 nm处的吸光度测定肽浓度;使用磷酸盐测定法对磷酸化肽进行了额外的浓度测量(40). 采用矩阵辅助激光解吸飞行时间质谱法验证了HPLC纯化后肽的分子量和纯度。肽储备溶液在HPLC颗粒水中制备,并用氢氧化铵调节至pH 6.0。

昆虫细胞PKC的表达与纯化α

携带mCer-hPKC的pBiEx1质粒α-mCit-FLAG基因是Sivaraj Sivaramakrishnan博士(明尼苏达大学)慷慨捐赠的。mCer和mCit编码mCerulean和mCitrine荧光蛋白,形成Förster共振能量转移(FRET)受体对。人和大鼠PKCαV5结构域的氨基酸序列相同,C2结构域169位(人类为Ala,大鼠为Thr)的氨基酸存在单一差异,该结构域不属于任何功能区。对于重组PKCα表达,mCer-hPKCα-mCit-FLAG序列被亚克隆到pAcGHLT-C(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)和pBac-1(EMD Millipore,伯灵顿,MA)矢量。将pAcGHLT-C或pBac-1质粒与ProGreen线性化杆状病毒DNA(AB载体)共转染到Sf9细胞中,生成重组杆状病毒。密度为2.5×10的Sf9细胞6/mL在无血清培养基中感染高滴度重组杆状病毒(Expression Systems,Davis,CA)。

细胞在27°C的悬浮液中培养,60 h后收获。将细胞颗粒重新悬浮在含有50 mM Tris-HCl的溶解缓冲液中,pH值为7.5,1 mM EGTA,1 mM-EDTA,3 mM MgCl2、150 mM NaCl、停止蛋白酶抑制剂混合物(Thermo Scientific,Waltham,MA)、1 mM苯甲基磺酰氟和1%Triton X-100。将细胞悬浮液在4°C的营养器上轻轻混合30分钟,以完成溶解。mCer-hPKCα-使用抗FLAG M2亲和凝胶(Sigma-Aldrich)纯化mCit-FLAG。洗脱的蛋白质从低分子量污染物中进一步纯化,并在50-kDa MWCO自旋浓缩器(纽约州科宁市科宁市)上进行缓冲交换。用PepTag非放射性PKC分析试剂盒(Promega,麦迪逊,WI)。每次分析的总蛋白量为20 ng,反应体积为25μL.使用mCit的消光系数测定蛋白质浓度,ε(516纳米)=77000米−1厘米−1(41).

使用20 ng mCer-hPKC在1 mM 10-残基pHM肽存在下进行活性测定α-反应缓冲液中的mCit-FLAG含有20 mM HEPES(pH 7.4)、1 mM DTT、3.5 mM MgCl21 mM ATP和适当的PKC激活剂(如适用)。活化剂浓度为1 mM CaCl2, 0.5μM佛波醇12,13-二丁酸酯(PDBu;Sigma-Aldrich)和1 mM大单层囊泡(LUV)。LUV由1-棕榈酰-2-油酰基组成--甘油-3-磷酸胆碱(POPC),1-棕榈酰-2-油酰基--甘油-3-磷酸-L-丝氨酸(POPS)和1,2-二甲基嘧啶--甘油(DAG),均来自Avanti Polar Lipid(Alabaster,AL)。各组分的摩尔比为POPC/POPS/DAG 65:30:5。所有反应在30°C下进行30分钟,并在95°C下淬火10分钟。使用光子计数荧光分光光度计(ISS,Champaign,IL)定量磷酸化肽的量。实验一式三份,两种独立的PKC制剂重复两次α在无活化剂测定中。结果报告为平均值±标准偏差。

稳态荧光光谱法

纯化mCer-hPKC的稳态荧光发射光谱α-mCit-FLAG蛋白在25°C下使用430 nm的激发波长和450–650 nm的检测范围在光子计数荧光光谱仪(ISS)上记录。激发和发射狭缝宽度设置为8 nm。试管涂上Sigmacote(Sigma-Aldrich),以尽量减少蛋白质在壁上的吸附。在含有20 mM HEPES的脱钙缓冲液中,在pH 7.4、100 mM KCl和5 mM的条件下制备浓度为7至50 nM的蛋白质样品β-巯基乙醇。FRET效率计算为与mCit在525 nm和mCer在475 nm的发射最大值对应的峰值强度之比。为了在不存在分子内相互作用的情况下获得mCit和mCer的参考荧光光谱,野生型mCer-hPKCα-mCit-FLAG受到内蛋白酶Lys-C(Thermo Scientific,Waltham,MA)的有限蛋白水解,使荧光蛋白保持完整。反应在30°C下以20:1(w/w)的蛋白质/Lys-C比率进行。在反应开始30分钟后获得荧光光谱。使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳验证了裂解反应的完整性。

NMR检测到配体与C2的结合

通过添加等分浓缩pHM15(或Ca)进行配体结合实验2+)apo和Ca的储备溶液2+-绑定(或apo和pHM15-绑定)[U-15N] C2域。核磁共振样品中的蛋白质浓度在80到100之间μM.Ca公司2+储备溶液由1.0M标准氯化钙溶液制备而成(瑞士圣加仑Fluka Analytical)。对于每个配体浓度,15N个-1在拉莫尔运行的瓦里安INOVA光谱仪上,在25°C下收集H异核单量子相关(HSQC)光谱1500或600 MHz的H频率。对于化学位移微扰(CSP)和结合曲线分析,任何给定C2态对之间的残余特定化学位移变化都可以使用以下公式计算

Δ=(ΔδH(H))2+(0.152×ΔδN个)2,
(1)

式中ΔδH(H)和ΔδN个1H和15N个化学位移。通过绘制Δ与总配体浓度的关系来构建结合曲线。离解常数Kd日,对于pHM15与C2的结合是通过用单位点方程拟合结合曲线来确定的,

Δ=(Δ最大值/2P(P)0)[P(P)0+L(左)0+K(K)d日(P(P)0+L(左)0+K(K)d日)24P(P)0L(左)0],
(2)

其中Δ最大值,P0、和L0分别是完全饱和、总蛋白浓度和总配体浓度下的化学位移变化。表观离解常数Kd、 应用程序,对于Ca2+用修正的希尔方程拟合结合曲线,得到C2的结合(42)解释了钙的适度协同作用2+结合:

Δ=Δ最大值(L(左)0(P(P)0+L(左)0+K(K)d日,应用程序(P(P)0+L(左)0+K(K)d日,应用程序)24P(P)0L(左)0)/2)n个应用程序K(K)d日,应用程序n个应用程序+(L(左)0(P(P)0+L(左)0+K(K)d日,应用程序(P(P)0+L(左)0+K(K)d日,应用程序)24P(P)0L(左)0)/2)n个应用程序,
(3)

其中n应用程序是反映明显合作性的希尔系数(43)钙的2+结合。有关结合数据分析的更多详细信息,包括残基选择标准和所有单独的结合曲线,请参见支持性材料,第3-5节。

结构验证、共振分配和结构约束的核磁共振实验

我们使用了镧系元素(Ln3+)-诱导伪接触位移(PCS)值以评估pHM复合C2的结构。肽pHM对应于疏水基序Ac-DQSDFEGFpSY-NH的高可溶性10氨基酸版本2.[U的络合物-15N中,13C] 带Ln的C23+通过结合等摩尔量的C2和LnCl制备(Ln=La、Tb和Tm)(Sigma Aldrich)溶于HPLC颗粒水中。在含有pHM的样品中,pHM浓度为600μM和C2-Ln的浓度3+复合物范围从40到60μM。15N个-1H HSQC光谱在25°C下通过Avance III光谱仪(Bruker Biospin,Billerica,MA)采集1H拉莫尔频率为500和600 MHz。PCS值通过减去特定残差1H和15镧的N C2化学位移3+-含有Tm的反磁性配合物3+-和Tb3个+-含有顺磁性复合物。反磁性C2-La的共振分配3个+光谱是通过与之前指定的单个Pb光谱进行比较来完成的2+-绑定C2(39). 顺磁性C2光谱的共振分配是在Numbat中重复完成的(44),使用Pb2+-C2的复合结构(蛋白质数据库(PDB):3TWY)。

制备了两个核磁共振样品,其中C2或HM肽摩尔过量,用于C2的结构表征2+pHM复合物。样品1含有0.89 mM[U-13C、,15N] C2,2.23 mM氯化钙2和2 mM pHM。样品2含有1.47 mM[U-13C、,15N] C2,3.75 mM氯化钙2和0.6 mM pHM。C2准备后的最终缓冲条件2+pHM复合物在pH 6.0、67 mM KCl、8%(v/v)D下为6.7 mM MES2O、 和0.02%(w/v)NaN。所有核磁共振数据都是在23°C下使用Avance III核磁共振仪器(Bruker Biospin)在1H拉莫尔频率为500、600和800 MHz,后两个配备了低温冷却探头。对于样品1,主链的共振1H、,13C、 和15使用二维(2D)对pHM络合物C2的N个原子进行赋值15N个-1H HSQC,三维(3D)HNCO(45),3D HN(CA)CO(46)和3D HNCACB(45)实验。侧链共振13C和1使用2D分配H原子[13C类-1H] HSQC、3D CC(CO)NH(47),3D H(CCO)NH(48)、3D HCCH全相关光谱(TOCSY)(49)、三维HCCH相关光谱(COSY)(50)、和3D15N-TOCSY-HSQC公司(51)实验。芳香族的共振1H原子被赋予2D aro-[13C-1H] HSQC和3D aro-HCCH-TOCSY实验。

计算C2结构的NOE约束从3D中获得13C编辑的核过热效应光谱学(NOESY)-HSQC和15N编辑NOESY-HSQC实验(51,52,53)在样品1上进行。分子间C2-pHM NOE约束来自2D[F2]15N中,13C滤波NOESY,3D[F1]15N中,13C滤波NOESY-15N-HSQC和3D[F1]15N中,13C滤波NOESY-13C-HSQC公司(54)光谱。使用2D[F1]验证了这些交叉峰的分子间起源15N中,13C滤波NOESY和2D[F1,F2]15N中,13C滤波NOESY实验(55). 这个1样品2中C2-结合pHM的H原子被赋予2D[F1,F2]15N中,13C过滤TOCSY和2D[F1,F2]15N中,13C滤波NOESY谱;后者用于计算pHM结构的NOE约束。所有NOESY实验的混合时间为120 ms。使用NMRPipe处理所有核磁共振数据(56). 使用Sparky进行分析和全原子赋值(57).

三元配合物的NMR结构计算和组装

自动NOE分配,计算Ca2+-C2上下文中的绑定C2结构2+2pHM三元络合物及其在显式溶剂中的精制是使用ARIA软件(2.3版)进行的(58). 这个1H(H)-1H距离限制由3D NOESY光谱中的交叉峰体积确定。氢键是根据1H(H)-2D酰胺的汇率1氢原子。二面角由TALOS+预测(59)使用一整套15N中,13C′,13C类α,13C类β,1H(H)α、和1H(H)N个化学变化。Ca之间2.1–2.5°范围内的金属配位约束2+还包括C2的离子和配位氧。Ca的精细结构系综2+-复合C2沉积在PDB中(PDB:第二届NCE). 使用从2D[F1,F2]获得的100个NOE约束计算C2结合pHM的结构15N中,13C滤波NOESY光谱。在显式溶剂中精制后,为最终的核磁共振谱系选择了20个最低能量结构,并通过PROCHECK-NMR进行了验证(60).

C2的模型2+2pHM复合物是使用HADDOCK 2.2生成的(61,62). 为了生成初始结构,Ca的所有组合2+-结合C2和pHM结构是从它们各自的核磁共振谱系中提取的。明确的距离限制由29个分子间NOE组成1C2和pHM的H原子,以及两种Ca的12金属离子氧约束2+与C2结合的离子。这些模糊的限制是基于1H和15由于pHM结合,C2残基经历了N个CSP。C2的“活性”残基被定义为那些CSP值至少高于平均值一个标准偏差且全原子表面可及性>50%的残基,使用Naccess测定(63). 所有pHM肽残基均被视为“被动”

计算生成了用于刚体对接、半柔性和全柔性模拟退火以及显式溶剂精制阶段的6000/400/400模型。如Daura等人所述,最后400个模型进行了聚类分析。(64). 所有集群的HADDOCK得分如下所示表S6C2的20个得分最高的结构2+2pHM复合物在PDB下沉积:5W4S型使用自适应泊松-玻尔兹曼解算器进行静电势计算(65)通过Visual Molecular Dynamics实现(66)插件。使用PDB2PQR为静电计算准备PDB格式文件(67).

结果

疏水基序的磷酸化增强了其与C2的相互作用

PKC前期工作α表明其C末端尾部,特别是HM,在确定酶的DAG敏感性方面发挥作用。基于DAG刺激的PKC膜移位行为α变体,拉尔森和斯坦斯曼(19)假设C末端V5结构域和C2可能参与使酶对DAG不敏感的分子内相互作用。

我们的第一步是研究分离HM是否与溶液中的C2相互作用。我们设计了四种合成肽来探测这种相互作用(图1 c(c)). pHM15是磷酸化HM,代表其在成熟激酶中的状态;S657E具有磷酸化的谷氨酸取代磷酸化的Ser657;未磷酸化肽uHM模拟未成熟未磷酸化激酶的状态;SCB是具有相同总电荷和氨基酸组成的uHM的加扰序列。肽被添加到钙2+-复杂的1520倍摩尔过量下富含N的C2结构域。在我们的实验条件下,100μM C2和2.5 mM Ca2+,蛋白质在C2●Ca之间分配2和C2·Ca分数人口分别为~92和8%的州(68);我们随后将提到Ca2+-C2的络合态为C2-Can个。我们录制了15N个-1含肽C2样品的H HSQC光谱,并将其与无肽C2的光谱进行比较。所有四种肽与C2结构域的相互作用程度不同,如1H和15C2的几个N-H基团的N化学位移(图1 c(c)). C2、Ca的浓度2+,所有样本的肽都相同。因此,CSP的大小可用于定性评估肽与C2的亲和力:pHM15>S657E>uHM>SCB。我们得出结论,HM的磷酸化增强了其与C2的相互作用。

钙之间的协同作用2+和HM

2+绑定到C2域是PKC激活过程的第一步。我们使用溶液核磁共振测定钙的影响2+HM与C2的相互作用。含有[U的样品中pHM15的浓度-15N] 载脂蛋白C2或C2-Can个变化范围为0至1.5 mM。这个15N个-1在每个pHM15浓度下收集H HSQC光谱,并覆盖以识别由于与肽的相互作用而经历CSP的C2残基。对于两种C2状态,大量C2残基的N-H化学位移都发生了变化(图2,b条; 看见图S1对于全光谱)。随着pHM15浓度的增加,大多数C2交叉峰沿着平滑的轨迹移动,这表明无论金属连接状态如何,结合过程在核磁共振化学位移时间尺度上都很快。

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HM与apo和Ca相互作用2+-绑定C2。(b条)的扩展15N个-1[U的H HSQC光谱-15N] 载脂蛋白C2()和C2-Can个(b条),显示了增加pHM15浓度的效果,[pHM15]。根据[pHM15]对光谱进行叠加和彩色编码。化学位移因结合而改变的C2的N-H基团被标记。(c(c))CSPs,Δ,由于C2-Ca的所有光谱分解残基的pHM15结合n个(顶部)和载脂蛋白C2(底部). 使用C2-Ca的零和1.5 mM[pHM15]光谱计算残留物特定Δ值n个(顶部)和载脂蛋白C2(底部). 星号表示脯氨酸或增宽/未光谱分解的残基。插图显示了四个Trp残基的吲哚侧链胺基团的CSP。(d日)C2结构域与三钙络合的晶体结构2+离子,PDB:3GPE公司.Ca的CSP2+-pHM结合导致的复杂C2域被彩色编码并映射到结构上。2+离子显示为绿色球体。要查看此图的颜色,请联机。

我们应用CSP分析来确定受与HM相互作用影响的C2区域。在不含肽的一对C2状态和1.5 mM pHM15之间计算CSP值Δ,并根据C2的氨基酸序列绘制(图2 c(c)). 虽然载脂蛋白C2的化学位移幅度发生了变化(图2 c(c),底部)小于C2-Can个(图2 c(c),顶部),整体格局非常相似。我们得出结论,Ca2+结合并没有显著改变C2与HM的相互作用模式。

钙的晶体结构2+-绑定C2(69)为解释观察到的CSP提供了结构上下文。我们选择这个特殊的结构来显示弱第三钙的位置2+位点,其存在可通过NMR在高Ca下检测2+浓度(图S2) (68). C2结构域有两个主要功能区2+-和膜结合环(CMBLs)和富含赖氨酸的簇(LRC)。CMBL1和CMBL3为Ca提供含氧配体2+连接蛋白质和负电荷阴离子磷脂基团的离子。LRC是C2结构域与信号脂质PtdIns(4,5)P的相互作用位点2(69). CSP数据表明,受与HM交互影响显著的区域包括C2的主要功能元素,即CMBL1、CMBL3和LRC。C端螺旋H3也受到影响,但程度较小。之前在PtdIns(4,5)P的核磁共振研究中观察到类似的CSP模式2-C2交互(70),表明C2域与HM的相互作用面包括LRC。

确定Ca如何2+并且pHM15相互影响对C2结构域的亲和力,我们共进行了四次NMR检测结合实验,其中我们将1)pHM15添加到Ca2+-络合C2;2) pHM15至载脂蛋白C2;3) 钙2+pHM15-络合C2;和4)钙2+至apo C2。为了确定配体亲和力,我们通过绘制残基特异性化学位移变化与总配体浓度的关系来构建结合曲线。结合实验1的一个特殊考虑是确保我们的分析仅反映pHM15的结合,并且不受C2结构域吸收额外Ca的影响2+通过其通常较弱的第三个站点。基于我们之前的发现,即通过与带负电荷的PtdIns(4,5)P的相互作用中和电正LRC区域,后一种情况是可行的2导致C2对二价金属离子的亲和力增加(70). 有关选择标准、所有约束曲线以及数据分析的其他相关详细信息,请参见支持性材料,第3-5节。

我们的实验的主要结果用典型的结合曲线进行了说明(图3)我们根据以下标准选择:1)给定残基的结合曲线对两种状态都可用;残基属于C2的主要功能元件。我们的第一个发现是Ca2+基于K,增加C2对HM的亲和力~2.0倍d日116±5和200±5的值μM代表Ca2+-分别为绑定和载脂蛋白C2(图3 ;图S3S4系列). 相反的实验,我们测量了C2结构域对钙的亲和力2+在没有和存在pHM15的情况下(图3 b条;图S6)揭示了相同的模式:pHM15的存在增加了C2对Ca的亲和力2+~4倍。中位数Kd、 应用程序数值从393降至108μM、 而表观希尔系数从1.3增加到1.5。我们得出结论,钙之间存在明显的协同作用2+以及pHM15与C2的相互作用,表现为它们与C2结构域的亲合力相互增强。

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钙的协同作用2+和HM()pHM15与载脂蛋白C2结合的代表性曲线(开放的圆圈)和C2-Can个(实心圆). (b条)Ca的代表曲线2+绑定到apo C2(开放三角形)和C2●pHM15(实心三角形). 在这两种情况下,一种配体的亲和力在另一种配子的存在下增强。要查看此图的颜色,请联机。

我们的体外亲和力测量与全长PKC的行为有什么关系?在全长酶中,HM和C2位于同一多肽链上。即使在没有钙的情况下,这也有利于形成分子内C2-pHM相互作用2+我们的结合数据表明,分子内C2-pHM相互作用将使Ca增加至少四倍2+与孤立C2结构域相比,非活性PKC的亲和力。加利福尼亚州2+在酸性磷脂存在的情况下,PKC的敏感性进一步增加,最终使膜结合和随后的活化在低微摩尔钙浓度下成为可能2+(71,72).

C2(Ca)的结构表征2+)2●pHM复合物

为了剖析C2与HM相互作用的结构基础,我们制备了一种由Ca组成的复合物2+-结合C2和10残基pHM肽。pHM与pHM15结合到相同的C2位点(图S7),但对钙的亲和力稍高2+-络合C2(Kd日为94±3μM) 和比pHM15更高的溶解度,这对于制备用于结构研究的样品至关重要。作为第一步,我们使用核磁共振波谱确定了配合物中C2结构域的结构。实验限制包括NOE、二面角、氢键和金属离子氧配位对两种钙的限制2+离子(表S3). C2(Ca)溶液核磁共振系综的叠加2+)2在apo(PDB:第三代RDJ(39))和钙2+-绑定C2(PDB:1DSY公司(73))两者的主根均方偏差(RMSD)值均为1.1±0.1Ω(图4 ).

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()C2(Ca)的主干叠加2+)2核磁共振系综(PDB:第二届NCE,灰色)具有apo(PDB:第三代RDJ,蓝色)和钙2+-复合C2(PDB:1DSY公司,橙色). (b条)的扩展15N个-1H HSQC光谱显示Ln3+-C2-Ln的诱导假接触位移3+在pHM的15倍摩尔过量的情况下。(c(c))PCS值的对应相关图。插图显示了LRC残留物的PCS相关数据;LRC是pHM与C2的相互作用位点。实线为x=y,虚线为x=y±0.15;±0.15是PCS测量的典型不确定度。要查看此图的颜色,请联机。

为了确定无pHM和络合C2在溶液中的结构是否相似,我们比较了1H和15顺磁性镧系元素诱导的N个伪控制位移(PCS)。镧系元素诱导的PCS是蛋白质结构的敏感报告子,因为它们在磁化率张量Δ的坐标系中依赖于NMR活性核的极坐标χC2域绑定一个Ln3+具有高亲和力的离子。结合位点与高亲和力Pb一致2+我们之前描述的结合位点(39).

我们选择了两种顺磁性镧系金属离子,Tb3+和Tm3+,具有相对较大的Δχ,但轴向和菱形Δ的相反符号χ组件(图4 b条). PCS值被计算为顺磁性和反磁性La中化学位移之间的差值3+C2复合物。为了确保大多数C2是pHM结合形式,我们使用了pHM超过C2的15倍摩尔过量的样品。对于两个Tb3+和Tm3+,我们观察到C2残基的主干PCS值之间具有良好的相关性,包括在没有pHM和存在pHM的情况下属于LRC的那些残基(图4 c(c)). 这些结果表明,C2主链构象在无pHM和结合形式中具有相似性。

测定C2(Ca)中pHM的构象2+)2●pHM复合物,一个单独的NMR样品是用C2摩尔过量制备的,以确保≥90%的pHM是以C2复合形式存在的。我们从[15N中,13C] -过滤2D1H(H)-1配合物的H NOESY光谱。自由pHM和C2-bound pHM的NOESY光谱的比较显示了与C2相互作用的明显特征,例如旋转相关时间的增加和复杂形成引起的化学位移变化(图S8). pHM结构计算中总共使用了99个明确的NOE。其中绝大多数是分子内和顺序的,而只有两个是中等范围的(表S2). pHM的核磁共振系综显示肽的扩展构象,主链RMSD为2.4±0.6μ(图S9). 这种构象在蛋白质-肽复合物中相当常见:对103个非冗余复合物的结构分析表明,64%的肽以延伸构象或线圈构象结合,而只有17.5%和18.5%的肽以延长构象或卷曲构象结合α-β-链构象(74).

C2●(钙2+)2·pHM复合物通过静电和芳香相互作用稳定

获得C2(Ca)的结构约束2+)2对于pHM复合物,我们进行了同位素过滤/编辑NOESY实验,在C2和pHM之间产生了29个分子间NOE。由于复合物的低亲和力,预计分子间NOE的数量会如此之少。从头计算结构产生了一个复合体,其中pHM与C2的LRC相结合,但具有一个低应变的N末端。这是因为所有分子间NOE都来自pHM的富含芳烃的C末端部分(表S4). 因此,我们选择使用HADDOCK 2.2/CNS 1.3,其中使用(除其他术语外)分子间静电能术语来对结构进行评分。分子间NOE被用作明确的约束,而CSP被用作15N和1H(H)N个由于pHM结合,C2被用作模糊约束(表S4). 钙的核磁共振谱系2+-结合C2和pHM,均在C2(Ca2+)2●pHM复合物,然后用于生成其结构模型。

C2(Ca)的400个结构2+)2●在最终精炼步骤中产生的pHM复合体始终具有pHM与承载LRC区域的C2凹面相互作用。人口最多的簇1包含41.5%的结构,并且在六个簇中平均分子间相互作用能最低。C2(Ca)的20个得分最高的结构2+)2●pHM复合体也属于簇1,并形成一个紧密的系综,C2结构域的主干RMSD为0.41±0.05º,pHM为0.8±0.2º(表S5).

C2(Ca)的顶级结构2+)2●pHM说明HM和C2域之间的交互模式(图5 ). pHM与C2域的凹面结合,并与两个主要功能元件LRC区和Ca接触2+-绑定环路CMBL3。pHM的构象被延伸,N末端指向链之间的环β3和βLRC的4个和指向CMBL3的C终端。C2-pHM界面通过静电和芳香相互作用稳定(表S7). 静电相互作用涉及pHM残基负电荷侧链和C2结构域正电荷侧链之间的盐桥。例如,Lys197、Lys209和Lys211与Asp652的侧链形成盐桥,Lys213与Ser657的磷酰氧形成盐桥(图5 d日). HM的两个苯丙氨酸残基653和656与C2的芳香残基Tyr195、Trp245和Trp247的环堆积相互作用(图5 c(c)). 阳离子-πLys197、Arg252和Phe653芳香环之间的相互作用进一步稳定了界面。中列出的所有残留物表S7,除Asn206外,在传统的PKCs中是保守的。

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C2-pHM界面通过静电和芳香相互作用稳定。(b条)C2·(Ca)的20个顶级结构2+)2●pHM复合物,pHM和LRC/CMBL3分别以红色和紫色突出显示。2+离子表示为绿色球体。(c(c)d日)配合物的界面由芳香族化合物稳定(c(c))和静电(d日)互动。C2的带电/极性侧链和芳香侧链分别以绿色和深灰色显示;所有pHM侧链均为金色。相互作用残基标记为红色(pHM)和黑色(C2)。要查看此图的颜色,请联机。

C2-V5界面突变影响PKCα构象

为了评估C2-V5界面的扰动如何影响酶的构象偏好,我们使用了分子内稳态FRET测量。在缺乏全长PKC结构的情况下,荧光团在自抑制形式中的相对位置尚不清楚,FRET效率变化的幅度不能简单地解释为构象失稳的程度。因此,我们使用体外FRET结果作为构象扰动的定性指示。

以C2(Ca)的结构信息为指导2+)2●pHM复合物,我们设计了靶向静电和芳香相互作用的突变,并将其引入mCer-PKCα-mCit-FLAG PKCα(请参见图56 ). 在没有PKC活化剂的情况下进行稳态FRET实验。PKC的代表性荧光光谱α变体说明FRET反应的幅度(图6 b条). “no-FRET”控制频谱(黑色痕迹)收集野生型蛋白质,该野生型蛋白质经过部分蛋白水解,mCit和mCer保持完整。在完整野生型PKC的光谱中α(蓝色痕迹),由于蛋白质末端之间的FRET,525nm处mCit发射峰的强度增加。PKC的荧光光谱α变体说明由于界面处静电和芳香相互作用的扰动,FRET效率降低。

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C2-V5界面突变影响PKC构象α. ()PKC的身份α变体。(b条)野生型PKC的荧光发射光谱α和选定的变体。原理图描述了PKCα用于体外荧光测量的结构。(c(c))从至少三次独立测量中获得的所有变量的FRET比值(平均值±SE)。分组与中相同(). 要查看此图的颜色,请联机。

FRET数据以受体/供体强度比表示,根据靶向相互作用的类型/细节分为三组(图6 c(c)). 在携带V5结构域的残基Asp652突变的变体中观察到最低的FRET比率。根据我们的结构模型(图5),Asp652参与和LRC的赖氨酸残基的静电相互作用。KK变异体中Lys209和Lys211突变为谷氨酸盐也导致FRET效率降低。DKK变体中的同时电荷反转不会产生“野生型”FRET响应,这表明野生型构象不能通过同时电荷反转简单地恢复。S657A/K213A相互作用以及芳香族接触的中断产生的FRET比率在0.86–0.94范围内。总的来说,所有PKCα与野生型蛋白相比,本研究中产生的变体FRET效率更低,表明C2-V5界面受到干扰。

外部添加的pHM激活PKCα

如果C2-V5相互作用的性质是自抑制的,那么在没有C2激动剂、Ca的情况下,外部添加的pHM肽应部分激活PKC2+和磷脂酰丝氨酸。因此,我们测试了PKC的活性αpHM存在下的体外三种条件:1)非激活;2) 含有有效的C1激动剂PDBu,但不含Ca2+或脂质;和3)完全活化,含Ca2+和内源性C1配体二酰基甘油,后者并入含磷脂酰丝氨酸的LUV(图7). 在缺乏钙的情况下2+和PtdSer,pHM激活的PKCα与基础水平相比增加了约3.6倍。在C1活化剂PDBu的存在下观察到类似的行为,其中添加pHM导致活性增加约2.4倍。这些发现与pHM部分缓解酶的自身抑制相一致。在完全激活条件下,pHM对PKC有轻微抑制作用α我们的解释是,pHM与含有磷脂酰丝氨酸的LUV竞争C2结构域的LRC位点,从而干扰PKCα与膜包埋的二酰甘油结合,这是完全活化所必需的。激活PKCα在没有C2激动剂的情况下,通过外部添加pHM肽,与V5的自抑制作用相一致,并且与先前的研究结果相一致,该研究表明分离的V5结构域和PKC的共同表达α提高酶对活细胞中二酰甘油的敏感性(19).

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外部添加的pHM激活PKCα在不存在PKC激动剂和仅存在C1激动剂PDBu的情况下。活动数据显示为平均值±标准偏差。使用完整的效应器补体Ca获得的数据2+,以及包含POPC/POPS/DAG 65:30:5(mol%)的LUV,显示在相同的图上进行比较。要查看此图的颜色,请联机。

讨论

对PKC对第二信使的反应的严格控制是通过自动抑制的无活性胞质状态和膜相关活性状态之间的构象转变实现的。全长非活性PKC的原子级结构仍然难以捉摸。有几行证据表明,假底物区和激酶结构域之间的典型自抑制相互作用被其他非活性形式的分子内相互作用所增强(12,19,21,75,76). 这项工作的动机是之前的两项生化研究,这些研究探索了PKC同工酶C末端V5区HM的调节作用。HM区域的突变降低了Ca2+PKC敏感性β二(35)并提高PKC的敏感性α合成二酰甘油(19). 这两项发现都表明C2结构域和HM之间存在分子内相互作用,控制PKC对其激动剂的敏感性。

在这里,我们提出了C2域Ca之间三元络合物的结构模型2+和PKC的C末端V5域的HMα(图5). C2-V5界面由两个高度保守的区域组成(图5 )C2结构域的LRC和HM,后者是AGC激酶C末端结构域的一般特征(77). 在晶体结构中α(26)和β二(27)催化域,HM的苯丙氨酸残基与N末端叶上的疏水囊相互作用。pSer残基暴露于溶剂中,并通过其磷酰氧和N之间的氢键固定在N叶上ε2个Gln408氢(α)和Gln411(β二) ●●●●。C2域上的HM结合位点具有类似的特征(图5c(c)d日). C2、Tyr195、Trp245和Trp247的三个芳香残基为HM、Phe653和656的两个苯丙氨酸提供了疏水环境,导致在C2-pHM界面上形成芳香簇。pSer657、Asp652和Asp649参与与C2 LRC区赖氨酸残基的静电相互作用。

C2(Ca)的叠加2+)2·pHM和PtdIns(4,5)P2-复合C2结构表明HM和PtdIns(4,5)P2占用相同的绑定位置,LRC(图8 ). PtdIns(4,5)P的作用2在PKC的背景下,功能是通过降低失活率来增强磷脂酰丝氨酸的作用,从而增加膜结合PKC的驻留时间(72,78). 此外,由于质膜的细胞溶质小叶选择性地富含PtdIns(4,5)P2,它也可能在靶向质膜的传统PKCs中发挥作用。我们的结构模型表明C2-V5相互作用如何有助于PKC定位。在非活性酶中,C末端区域掩蔽LRC将阻止C2与质膜充分相互作用,直到高亲和力膜嵌入配体,如PtdIns(4,5)P2,遇到。然后,这种相互作用会将C2从酶释放到质膜,从而触发激活过程,并使V5与激酶的N末端叶形成完全互补的相互作用。

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C2-V5相互作用在PKC中的增敏和抑制作用α. ()pHM和PtdIns(4,5)P的相对位置2配体,从C2络合物的主链叠加中获得:C2(Ca2+)2●pHM和PDB:3GPE公司得分最高的C2●(Ca2+)2●pHM结构为灰色;PDB的主干表示:3GPE公司为了清楚起见,省略了。PtdIns(4,5)P的头部组2显示在球体表示中。(b条)钙对C2静电势的调制2+和pHM。计算了载脂蛋白C2、C2●pHM和C2●(Ca)的所有静电图谱2+)2●pHM使用本工作中获得的络合物结构。颜色编码对应于−6k范围内的静电势b条T/e公司(红色)至+6kb条T/e公司(蓝色). pHM与LRC的结合降低C2的静电势,从而增加其与Ca的亲和力2+. (c(c))PKC中的C2畴晶体接触βII(PDB:3PFQ公司)涉及C2(K205)和V5(E655和D649)之间的静电相互作用。这种互动对PKC的相关性βII在之前的诱变研究中建立了自动抑制(21). 其他与C2结构域形成界面的激酶残基为蓝色。(d日)C2-V5相互作用在PKC第一步中的拟议作用α激活过程。要查看此图的颜色,请联机。

C2(Ca)的结构模型2+)2●pHM复合物还表明C末端尾部影响Ca的机制2+PKC敏感性(35). 利用C2·(Ca)的结构2+)2●pHM复合物,我们计算了C2的三种状态的静电势图:apo、C2●pHM和C2●(Ca2+)2●pHM(图8 b条). 载脂蛋白C2显示了两个不同的区域,在空间上被钙隔开2+-分别对应于金属离子结合位点和LRC的负电位和正电位的结合环3。pHM的结合掩盖了带正电的LRC,并降低了C2的总静电电势。这导致钙的增加2+我们在结合实验中观察到的C2亲和力(图3 b条). C2-HM界面失稳,例如通过pSer残基突变(35),会削弱阳离子LRC的屏蔽并降低Ca2+酶的亲和力。因此,疏水基序的作用类似于PtdIns(4,5)P2,已证明可增加PKC对Ca的亲和力2+(71,72,78)通过C2静电势的调制(70).

C2和V5畴之间的相互作用存在于PKC的部分晶体结构中β二、 PDB(PDB):3PFQ公司(12). 在最初被确定为晶体接触的地方,C2域夹持在活性位点上(图8 c(c));这种构象通过Glu655(相当于α)以及LRC的Lys205。通过诱变和膜易位测定确定了这些相互作用的自身抑制作用(21). 我们的模型建议PKC中C2和V5的不同排列α,其中疏水基序掩盖LRC,pSer657位于Ca旁边2+-绑定循环3。为了可视化C2与非活性激酶C末端结构域的相互作用,我们将C2对接到PKC抑制剂复合催化结构域的晶体结构上α包含C端子尾部的(26)(PDB:3IW4公司,2.8°分辨率)。加利福尼亚州2+-在得分最高的模型中,C2的结合区对溶剂非常容易接近(图S10). 我们还注意到钙的浓度2+PKC半最大激活所需α比PKC半最大激活所需的低25倍β二(79),可能反映了PKC所采用的构象中C2结构域的可及性增强α.

总之,我们的结构模型为理解C末端V5结构域如何影响传统PKC对钙的反应提供了一个框架2+并对其PtdIns(4,5)P作出贡献2特异性(图8 d日). 传统的PKC活化的第一步是钙2+-C2结构域与阴离子膜的依赖性结合。pHM屏蔽了带正电荷的LRC,从而使C2域对Ca敏感2+以酶的非活性封闭形式存在。在质膜上,pHM通过后者与带负电荷的磷脂(如PtdSer或PtdIns(4,5)P)的高亲和力相互作用而从LRC中转移2随后是由二酰甘油驱动的C1结构域的膜结合,最终导致酶的完全激活。

结论

我们的数据表明,在非活性的细胞溶质PKC中α,V5的疏水基序与C2域的LRC相互作用。我们认为这种相互作用具有双重调节作用:1)PKC敏感性α至Ca2+通过屏蔽LRC的正电荷并降低C2的总静电势;和2)PKCα自动禁用,通过掩蔽LRC直到Ca2+-络合C2遇到阴离子脂质。这项工作说明了C末端结构域在PKC调控中的多方面作用α活动。PKC结构生物学研究的最终目标是获得关于稳定非活性细胞溶质状态的所有分子内相互作用的原子级信息。这将潜在地为PKC活性的异构体特异性调节开辟新的途径,用于治疗和研究目的。

作者贡献

T.I.I.构思了这项研究。Y.Y.进行了核磁共振实验和体外活性测量,以及所有相关数据分析,包括结构计算。C.S.和P.L.提供试剂。T.I.I.用Y.Y的输入写了这篇文章。

致谢

这项工作得到韦尔奇基金会赠款A-1784(T.I.I.)的支持。国家卫生研究院拨款GM108998(T.I.I.)和国家科学基金会职业奖CHE-1151435(T.I.I)提供了额外支持。Y.Y.是美国心脏协会的博士前研究员(奖项编号:14PRE20380475)。

笔记

编辑:杰夫·彭。

脚注

支持材料和方法、十幅图和七张表可在http://www.biophysj.org/biophysj/supplemental/S0006-3495(17)35135-4.

支持性材料

文件S1。支持材料和方法,图S1–S10和表S1–S7:
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文件S2。文章及支持材料:
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工具书类

1Nam H.J.、Boo K.、Baek S.H.通过PKC实现LSD1的磷酸化α对昼夜节律和相位重置至关重要。分子细胞。2014;53:791–805.[公共医学][谷歌学者]
2Robles M.S.、Boyault C.、Weitz C.J.RACK1和蛋白激酶C的鉴定α作为哺乳动物生物钟的组成部分。科学。2010;327:463–466.[公共医学][谷歌学者]
三。Rosse C.,Linch M.,Parker P.J.PKC和局部信号动力学的控制。自然修订版分子细胞生物学。2010;11:103–112.[公共医学][谷歌学者]
4Poli A.、Mongiorgi S.、Follo M.Y.蛋白激酶C参与细胞周期调节。生物化学。社会事务处理。2014;42:1471–1476。[公共医学][谷歌学者]
5Reyland M.E.蛋白激酶C与细胞凋亡。收录人:Srivastava R.,编辑。细胞凋亡、细胞信号转导与人类疾病:分子机制。Humana出版社;2007年,第31–55页。[谷歌学者]
6Castagna M.、Takai Y.、Nishizuka Y.通过促肿瘤佛波酯直接激活钙激活的磷脂依赖性蛋白激酶。生物学杂志。化学。1982;257:7847–7851.[公共医学][谷歌学者]
7Antal C.E.、Hudson A.M.和Newton A.C.癌症相关蛋白激酶C突变揭示了激酶作为肿瘤抑制剂的作用。单元格。2015;160:489–502. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
8Mochly-Rosen D.,Das K.,Grimes K.V.蛋白激酶C,一个难以捉摸的治疗靶点?Nat.Rev.药物发现。2012;11:937–957。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
9Chen L.,Hahn H.,Mochly-Rosen D.反对δPKC和εPKC。程序。国家。阿卡德。科学。美国。2001;98:11114–11119. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
10洪佩珊J.、孙M.K.、阿尔康D.L.PKCε激活可防止突触丢失,Aβ阿尔茨海默病转基因小鼠的升高和认知缺陷。《神经科学杂志》。2011;31:630–643. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
11Igumenova T.I.蛋白激酶C的动力学和膜相互作用。生物化学。2015;54:4953–4968. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
12Leonard T.A.、Różycki B.、Hurley J.H.蛋白质激酶C的晶体结构和变构活化β二、。单元格。2011;144:55–66. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
13Ziemba B.P.,Li J.,Falke J.J.单分子研究揭示了膜结合蛋白激酶C激活机制中的一个隐藏关键步骤-α 生物化学。2014;53:1697–1713. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
14House C.,Kemp B.E.蛋白激酶C在其调节域中包含一个假底物原基。科学。1987;238:1726–1728.[公共医学][谷歌学者]
15Orr J.W.,Newton A.C.蛋白激酶C的肽内调节。生物学杂志。化学。1994;269:8383–8387.[公共医学][谷歌学者]
16Steinberg S.F.蛋白激酶C亚型功能的结构基础。生理学。修订版。2008;88:1341–1378. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
17Cho W.,Stahelin R.V.C2结构域的膜结合和亚细胞靶向性。生物化学。生物物理学。《学报》。2006;1761:838–849。[公共医学][谷歌学者]
18Medkova M.,Cho W.蛋白激酶C C2结构域的突变-α钙的不同作用2+配体和膜结合残基。生物学杂志。化学。1998;273:17544–17552.[公共医学][谷歌学者]
19Stensman H.,Larsson C.蛋白质激酶C中酸性氨基酸残基的鉴定α导致其对二酰甘油不敏感的V5结构域。生物学杂志。化学。2007;282:28627–28638.[公共医学][谷歌学者]
20Stensman H.、Raghunath A.、Larsson C.自磷酸化抑制而激酶抑制增加蛋白激酶C的移位α对二酰甘油的反应。生物学杂志。化学。2004;279:40576–40583.[公共医学][谷歌学者]
21Antal C.E.、Callender J.A.、Newton A.C.分子内C2结构域介导的蛋白激酶C自动抑制β二、。单元格报告。2015;12:1252–1260. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
22Yang Y.,Igumenova T.I.蛋白激酶C的C末端V5结构域α本质无序,倾向于与膜模拟物结合。公共科学图书馆一号。2013;8:e65699。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
23Xu Z.B.,Chaudhary D.,Mosyak L.蛋白激酶C的催化域晶体结构-θ(PKCθ)生物学杂志。化学。2004;279:50401–50409.[公共医学][谷歌学者]
24Messerschmidt A.、Macieira S.、Blaesse M.人类非典型蛋白激酶C催化域的晶体结构-ι揭示了磷酸化位点的相互作用模式。J.摩尔。生物。2005;352:918–931.[公共医学][谷歌学者]
25Takimura T.、Kamata K.、Iwasawa Y.PKC-iota激酶结构域在其ATP结合和载脂蛋白形式中的结构揭示了C末端尾部残基533-551的明确结构及其在ATP结合中的作用。《水晶学报》。D生物结晶仪。2010;66:577–583.[公共医学][谷歌学者]
26Wagner J.、von Matt P.、Cottens S.发现3-(1H(H)-吲哚-3-基)-4-[2-(4-甲基哌嗪-1-基)喹唑啉-4-基]吡咯-2,5-二酮(AEB071),一种有效且选择性的蛋白激酶C异构体抑制剂。医学杂志。化学。2009;52:6193–6196。[公共医学][谷歌学者]
27Grodsky N.,Li Y.,Grant S.人蛋白激酶C催化域的结构βII与双吲哚甲酰亚胺抑制剂络合。生物化学。2006;45:13970–13981.[公共医学][谷歌学者]
28George D.M.、Breinlinger E.C.、Edmunds J.J.优化蛋白激酶Cθ(PKCθ)在关节炎的啮齿动物模型中,抑制剂仅显示出适度的抗炎作用。医学杂志。化学。2015;58:333–346.[公共医学][谷歌学者]
29George D.M.、Breinlinger E.C.、Edmunds J.J.选择性和口服生物利用蛋白激酶C的发现θ(PKCθ)碎片命中的抑制剂。医学杂志。化学。2015;58:222–236.[公共医学][谷歌学者]
30Kjr S.,Linch M.,McDonald N.Q.非典型蛋白激酶C同工酶噻吩并[2,3-d]嘧啶基化学抑制剂的腺苷结合基序模拟和细胞效应。生物化学。J。2013;451:329–342.[公共医学][谷歌学者]
31van Eis M.J.、Evenou J.P.、Soldermann N.2,6-萘啶作为新型蛋白激酶C同工酶的有效和选择性抑制剂。生物有机医药化学。莱特。2011;21:7367–7372.[公共医学][谷歌学者]
32王C.,尚瑜,张明。通过PKCⅠ与Par-3底物肽复合物的结构揭示了非典型蛋白激酶Cs的底物识别机制。结构。2012;20:791–801.[公共医学][谷歌学者]
33Gao T.,Toker A.,Newton A.C.蛋白激酶C的羧基末端提供了一个开关来调节其与磷脂依赖性激酶PDK-1的相互作用。生物学杂志。化学。2001;276:19588–19596.[公共医学][谷歌学者]
34牛顿A.C.通过磷酸化对ABC激酶的调节:蛋白激酶C作为范例。生物化学。J。2003;370:361–371. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
35Edwards A.S.、Newton A.C.保守羧基末端疏水基序的磷酸化调节蛋白激酶C的催化和调节域。生物学杂志。化学。1997;272:18382–18390.[公共医学][谷歌学者]
36Staudinger J.,Lu J.,Olson E.N.PDZ域蛋白PICK1与蛋白激酶C COOH末端的特异性相互作用-α 生物学杂志。化学。1997;272:32019–32024.[公共医学][谷歌学者]
37Stebbins E.G.,Mochly-Rosen D.RACK1的结合特异性位于βII蛋白激酶C。生物学杂志。化学。2001;276:29644–29650。[公共医学][谷歌学者]
38Abrahamsen H.、O'Neill A.K.、Newton A.C.肽基丙基异构酶Pin1控制常规蛋白激酶C同工酶的下调。生物学杂志。化学。2012;287:13262–13278。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
39莫拉莱斯K.A.、千层面M.、Igumenova T.I.铅2+作为蛋白-膜相互作用的调节剂。美国新泽西州。化学。Soc公司。2011;133:10599–10611. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
40Rouser G.,Fkeischer S.,Yamamoto A.极性脂质的二维分层色谱分离和通过斑点磷分析测定磷脂。脂质。1970;5:494–496.[公共医学][谷歌学者]
41Shaner N.C.、Steinbach P.A.、Tsien R.Y.《荧光蛋白选择指南》。自然方法。2005;2:905–909.[公共医学][谷歌学者]
42Montaville P.、Coudeville N.、Becker S.兔毒素3A C2结构域的PIP2结合模式。蛋白质科学。2008;17:1025–1034. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
43Weiss J.N.重新审视希尔方程:使用和误用。美国财务会计准则委员会J。1997;11:835–841.[公共医学][谷歌学者]
44Schmitz C.、Stanton-Cook M.J.、Huber T.Numbat:用于拟合Δ的交互式软件工具χ-利用伪接触位移将张量转换为分子坐标。《生物分子杂志》。核磁共振。2008;41:179–189.[公共医学][谷歌学者]
45Muhandram D.R.、Kay L.E.梯度增强三重共振三维核磁共振实验,灵敏度提高。J.马格纳。Reson公司。B系列。1994;103:203–216. [谷歌学者]
46Clubb R.T.、Thanabal V.、Wagner G.用于关联残基内的恒定时间三维三共振脉冲方案1海南,15N、 以及13C′化学位移15N个-13C标记蛋白质。J.马格纳。Reson公司。1992;97:213–217. [谷歌学者]
47Grzesiek S.、Anglister J.、Bax A.通过各向同性混合13C/15N富集蛋白质中主链酰胺和脂肪族侧链共振的相关性13C磁化。J.马格纳。Reson公司。B。1993;101:114–119. [谷歌学者]
48Montelione G.T.,Lyons B.A.,Tashiro M.一项有效的三共振实验,使用碳-13各向同性混合来确定同位素富集蛋白质的序列特异性共振分配。美国新泽西州。化学。Soc公司。1992;114:10974–10975. [谷歌学者]
49Kay L.E.,Xu G.Y.,Formankay J.D.记录侧链的梯度增强HCCH-TOCSY实验1H和13H中的C相关性2O蛋白质样本。J.马格纳。Reson公司。B系列。1993;101:333–337. [谷歌学者]
50Bax A.,Clore G.M.,Kay L.E.质子-碳-碳-质子三维相关光谱的实际应用13C标记蛋白质。J.马格纳。Reson公司。1990;87:620–627. [谷歌学者]
51Marion D.,Driscoll P.C.,Clore G.M.通过使用三维异核质子氮-15 Hartmann-Hahn多量子相干和核过热多量子相干光谱克服较大蛋白质质子核磁共振谱分配中的重叠问题:应用于白介素1。β 生物化学。1989;28:6150–6156.[公共医学][谷歌学者]
52Zuiderweg E.R.P.,Fesik S.W.炎症蛋白C5a的异核三维核磁共振波谱。生物化学。1989;28:2387–2391.[公共医学][谷歌学者]
53Marion D.、Kay L.E.、Bax A.氮-15标记蛋白质的三维异核核磁共振。美国期刊。化学。Soc公司。1989;111:1515–1517. [谷歌学者]
54Zwahlen C.,Legault P.,Kay L.E.通过多核核磁共振波谱测量分子间NOE的方法:应用于噬菌体λN-肽/boxB RNA复合物。美国期刊。化学。Soc公司。1997;119:6711–6721. [谷歌学者]
55Iwahara J.、Wojciak J.M.、Clubb R.T.通过合理诱变和应用灵敏度优化的同位素过滤NOESY实验改进了蛋白质-DNA复合物的核磁共振谱。《生物分子杂志》。核磁共振。2001;19:231–241.[公共医学][谷歌学者]
56Delaglio F.、Grzesiek S.、Bax A.NMRPipe:基于UNIX管道的多维光谱处理系统。《生物分子杂志》。核磁共振。1995;6:277–293。[公共医学][谷歌学者]
57Goddard T.D.,Kneller D.G.加利福尼亚大学;加利福尼亚州旧金山:2008年。闪闪发光的3。[谷歌学者]
58Rieping W.、Habeck M.、Nilges M.ARIA2:核磁共振结构计算中的自动NOE分配和数据集成。生物信息学。2007;23:381–382.[公共医学][谷歌学者]
59Shen Y.,Delaglio F.,Bax A.TALOS+:一种从NMR化学位移预测蛋白质主链扭转角的混合方法。《生物分子杂志》。核磁共振。2009;44:213–223. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
60Laskowski R.A.、Rullmannn J.A.、Thornton J.M.AQUA和PROCHECK-NMR:用于检查NMR解决的蛋白质结构质量的程序。《生物分子杂志》。核磁共振。1996;8:477–486.[公共医学][谷歌学者]
61de Vries S.J.、van Dijk A.D.J.、Bonvin A.M.HADDOCK vs.HADDOCK:20在CAPRI目标上的新特性和性能。蛋白质。2007;69:726–733.[公共医学][谷歌学者]
62Dominguez C.、Boelens R.、Bonvin A.M.HADDOCK:基于生物化学或生物物理信息的蛋白质-蛋白质对接方法。美国期刊。化学。Soc公司。2003;125:1731–1737.[公共医学][谷歌学者]
63哈伯德S.J.、桑顿J.M.伦敦大学学院生物化学和分子生物学系;1993年NACCESS计算机程序。[谷歌学者]
64Daura X.,Gademann K.,Mark A.E.肽折叠:当模拟与实验相遇时。安圭。化学。国际。1999;38:236–240. [谷歌学者]
65Baker N.A.、Sept D.、McCammon J.A.《纳米系统静电:微管和核糖体的应用》。程序。国家。阿卡德。科学。美国。2001;98:10037–10041. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
66Humphrey W.,Dalke A.,Schulten K.VMD:可视分子动力学。J.摩尔。图表。1996;14:33–38.27–28. [公共医学][谷歌学者]
67Dolinsky T.J.、Czodrowski P.、Baker N.A.PDB2PQR:为分子模拟扩展和升级生物分子结构的自动制备。核酸研究。2007;35:W522–W525。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
68Morales K.A.,Yang Y.,Igumenova T.I.蛋白激酶C C2结构域的动态反应α至Ca2+结合。生物物理学。J。2016;111:1655–1667. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
69Guerrero-Valero M.、Ferrer-Orta C.、Corbalán-García S.PKC关联的结构和机械见解α-C2域到PtdIns(4,5)P2。程序。国家。阿卡德。科学。美国。2009;106:6603–6607. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
70Morales K.A.,Igumenova T.I.Pb的协同效应2+和磷脂酰肌醇4,5-二磷酸对C2结构域膜相互作用的影响。生物化学。2012;51:3349–3360. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
71Guerrero Valero M.,Marín-Vicente C.,Corbalán-García S.经典PKCs的C2结构域是对膜结合具有不同亲和力的特异性PtdIns(4,5)P2传感结构域。J.摩尔。生物。2007;371:608–621.[公共医学][谷歌学者]
72Corbin J.A.、Evans J.H.、Falke J.J.C2结构域特异性膜靶向机制:靶脂质局部池增强钙2+亲和力。生物化学。2007;46:4322–4336. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
73Verdaguer N.、Corbalan-Garcia S.、Gómez-Fernández J.C.加州2+桥接蛋白激酶C的C2膜结合域α直接作用于磷脂酰丝氨酸。EMBO J。1999;18:6329–6338. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
74London N.、Movshovitz-Attias D.、Schueler-Furman O.《肽-蛋白结合策略的结构基础》。结构。2010;18:188–199.[公共医学][谷歌学者]
75Slater S.J.、Seiz J.L.、Stubbs C.D.PKC法规αC1-C2域相互作用的活性。生物学杂志。化学。2002;277:15277–15285.[公共医学][谷歌学者]
76Stahelin R.V.,Wang J.,Cho W.蛋白激酶C中C1A-C2结构域间相互作用的起源α 生物学杂志。化学。2005;280:36452–36463.[公共医学][谷歌学者]
77Pearce L.R.、Komander D.、Alessi D.R.AGC蛋白激酶的基本原理。自然修订版分子细胞生物学。2010;11:9–22.[公共医学][谷歌学者]
78Manna D.、Bhardwaj N.、Cho W.磷脂酰丝氨酸、PtdIns(4,5)P2和PtdIn(3,4,5。PKC的分子动力学模拟、膜结合和细胞移位研究αC2域。生物学杂志。化学。2008;283:26047–26058. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
79Keranen L.M.,Newton A.C.Ca公司2+差异调节传统蛋白激酶Cs的膜相互作用和活化。生物学杂志。化学。1997;272:25959–25967.[公共医学][谷歌学者]

文章来自生物物理杂志由以下人员提供生物物理学会